部品実装方法および部品実装装置
【課題】簡易な部品実装動作制御により平坦でない部品装着面を有する基板に部品を高精度に且つ短時間に実装することができる部品実装方法および装置を提供すること。
【解決手段】基板保持装置情報および基板情報に基づいて、平坦でない部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄの法線が鉛直方向を向くように基板保持装置２の基板保持台２１を回転する。これにより、部品移載装置６に採取された部品を実装部１１ｄの法線上に移動した後は、部品移載装置６を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により部品を実装でき、部品位置ズレを防止し、短時間に部品実装できる。また、回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部１１ｄの位置の補正量を演算し、該実装部１１ｄの位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算する。これにより、水平、鉛直方向の正確な補正実装位置が求められ、部品を高精度に実装できる。
【解決手段】基板保持装置情報および基板情報に基づいて、平坦でない部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄの法線が鉛直方向を向くように基板保持装置２の基板保持台２１を回転する。これにより、部品移載装置６に採取された部品を実装部１１ｄの法線上に移動した後は、部品移載装置６を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により部品を実装でき、部品位置ズレを防止し、短時間に部品実装できる。また、回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部１１ｄの位置の補正量を演算し、該実装部１１ｄの位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算する。これにより、水平、鉛直方向の正確な補正実装位置が求められ、部品を高精度に実装できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装する部品実装方法および部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平坦でない部品装着面を有する基板としては、例えば、円柱状の一部や球状の一部等でなる曲面状の部品装着面を有する基板や、ピラミッド型のような複数の角度に傾斜した複数面の部品装着面を有する基板等が挙げられる。例えば、特許文献１には、吸着ヘッド（部品吸着ノズル）の先端に部品を吸着し、立体基板（平坦でない部品装着面を有する基板）の傾斜した実装部壁面（部品装着面）に実装する部品実装方法が開示されている。この吸着ヘッドは、水平方向および鉛直方向に移動可能に、かつ鉛直方向の軸線回りに回動可能に構成されている。さらに、吸着ヘッドの先端部分が、水平方向の軸線回りに回動可能、すなわち、鉛直方向の軸線に対し折り曲げ可能に構成されている。この部品実装方法は、吸着ヘッドの先端に部品を吸着し、立体基板の実装部壁面の傾斜角度に応じて吸着ヘッドの先端部分を折り曲げ、吸着ヘッドを移動して立体基板の実装部壁面に実装する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５４７９８号公報（段落番号０００９、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の部品実装方法では、部品を立体基板の傾斜した実装部壁面に実装するとき、吸着ヘッドを折り曲げ方向、すなわち実装部壁面の法線方向に移動させなければならず、複雑な動作制御が必要になる。一方、吸着ヘッドを折り曲げたまま鉛直方向に移動して部品実装する場合は、簡易な動作制御のみでよい。ところが、部品を立体基板の傾斜した実装部壁面に実装するときに部品の位置ズレが発生するおそれがある。
【０００５】
また、吸着ヘッドは、部品供給装置と基板との間を実装部品数の回数分だけ往復移動して部品実装する。平板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとなるように設定されており、これにより吸着ヘッドの鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができ、部品実装時間の短縮化を図ることができる。しかし、平坦でない部品装着面を有する基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。よって、吸着ヘッドの鉛直方向の移動ストロークが長くなる場合があり、部品実装時間が長くなる傾向にある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な部品実装動作制御により平坦でない部品装着面を有する基板に部品を高精度に且つ短時間に実装することができる部品実装方法および部品実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、を備えた部品実装装置における部品実装方法であって、前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報を入力する基板情報入力工程と、前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持工程と、予め記憶している前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報並びに前記入力した基板情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転工程と、前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算工程と、前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装工程と、を備えたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、前記部品実装工程は、前記補正実装位置演算工程で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することである。
【０００９】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識工程、を備え、前記補正実装位置演算工程は、前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することである。
【００１０】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記実装部の位置の法線が鉛直方向を向くように前記保持部材が前記基板回転工程によって回転された後に、前記実装部を撮像装置により撮像し、前記回転後の実装部の位置を画像認識する回転後実装位置認識工程と、前記画像認識された前記回転後の実装部の位置と前記補正実装位置演算工程で演算された前記補正実装位置との差だけ前記補正実装位置を再補正する基板再補正位置演算工程と、を備え、前記部品実装工程は、前記再補正された補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装することである。
【００１１】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、前記基板保持装置、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作を制御する制御装置と、を備えた部品実装装置であって、前記制御装置は、前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報並びに前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報を入力する入力手段と、入力される前記基板情報および前記基板保持装置情報を記憶する記憶手段と、前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持手段と、前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転手段と、前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算手段と、前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装手段と、を備えたことである。
【００１２】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項５において、前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、前記部品実装手段は、前記補正実装位置演算手段で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することである。
【００１３】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項５又は６において、前記基板を撮像可能な撮像装置を備え、前記制御装置は、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を前記撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識手段、を備え、前記補正実装位置演算手段は、前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することである。
【００１４】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項５乃至７の何れか一項において、前記保持部材は、水平方向の軸回りで回転可能な第１回転軸を有する第１保持部材と、該第１保持部材上において前記第１回転軸と直角な方向の軸回りで回転可能な第２回転軸を有する第２保持部材とで構成され、前記基板回転手段は、前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記第１保持部材および前記第２保持部材を夫々回転することである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、平坦でない部品装着面における実装部の法線が鉛直方向を向くように基板保持装置の保持部材を回転するようにしている。これにより、部品移載装置に採取された部品を実装部の法線上に移動した後は、部品移載装置を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により、実装部に部品を実装することができる。よって、従来のように部品移載装置を斜め方向に移動させる複雑な部品実装動作制御は不要となり、実装部における部品の位置ズレを防止し、実装部に部品を短時間に実装することができる。また、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、水平方向および鉛直方向の正確な補正実装位置を求めることができる。よって、実装部に部品を高精度に実装することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、実装部の位置の鉛直方向の補正は、基板保持装置を鉛直方向に移動することにより行うようにしている。ここで、部品移載装置は、部品供給装置と基板との間を実装部品数の回数分だけ往復移動して部品実装する。平板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとなるように設定されており、これにより部品移載装置の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができ、部品実装時間の短縮化を図ることができる。しかし、平坦でない部品装着面を有する基板、特に、部品装着面と基板保持装置の保持部材の回転軸の中心との距離が変化するような、例えば、波板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。そこで、基板保持装置を鉛直方向に移動して実装部が一定の実装基準高さとなるようにする。これにより、部品移載装置の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができる。よって、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装する場合の部品実装時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、保持部材の基板保持面の保持位置に対する基板の位置ズレ量を画像認識し、該位置ズレ量、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、位置ズレ量を加味している分、高精度な補正実装位置を得ることができる。よって、実装部に部品を、より高精度に実装することができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、基板保持装置の保持部材を回転した後の実装部の位置を画像認識し、該実装部の位置と補正実装位置との差だけ補正実装位置を再補正している。これにより、例えば、実装部に部品を挿入するための穴があいており、その穴の中心の水平方向の位置が保持部材の回転により変化してしまうような場合であっても、再補正により実装部の補正実装位置の精度が高められているので、部品を実装部の穴にスムーズに挿入して実装することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、基板回転手段は、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、平坦でない部品装着面における実装部の法線が鉛直方向を向くように基板保持装置の保持部材を回転するようにしている。これにより、部品移載装置に採取された部品を実装部の法線上に移動した後は、部品移載装置を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により、実装部に部品を実装することができる。よって、従来のように部品移載装置を斜め方向に移動させる複雑な部品実装動作制御は不要となり、実装部における部品の位置ズレを防止し、実装部に部品を短時間に実装することができる。また、補正実装位置演算手段は、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、水平方向および鉛直方向の正確な補正実装位置を求めることができる。よって、部品実装手段は、実装部に部品を高精度に実装することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、部品実装手段は、基板保持装置を鉛直方向に移動することにより、平坦でない部品装着面における実装部の位置の鉛直方向の補正を行うようにしている。上述した理由から、平坦でない部品装着面を有する基板、特に、部品装着面と基板保持装置の保持部材の回転軸の中心との距離が変化するような、例えば、波板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。そこで、基板保持装置を鉛直方向に移動して実装部が一定の実装基準高さとなるようにする。これにより、部品移載装置の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができる。よって、部品実装手段は、実装部に部品を実装する場合の部品実装時間の短縮化を図ることができる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、補正実装位置演算手段は、画像認識した位置ズレ量、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、位置ズレ量を加味している分、高精度な補正実装位置を得ることができる。よって、部品実装手段は、実装部に部品を、より高精度に実装することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、基板回転手段は、基板情報および基板保持装置情報に基づいて、平坦でない部品装着面における実装部の法線が鉛直方向を向くように基板保持装置の第１保持部材および第２保持部材を夫々回転するようにしている。これにより、例えば、球状の基板であっても、部品移載装置に採取された部品を鉛直方向に移動させるのみで、実装部に部品を実装することができる。よって、簡易な部品実装動作制御により、より複雑な平坦でない部品装着面を有する基板に部品を高精度に且つ短時間に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による部品実装装置の全体構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の部品実装装置の基板保持装置、基板搬送装置および部品移載装置の概略を示す正面図である。
【図３】図１の部品実装装置の基板保持装置および部品移載装置の概略を示す側面図である。
【図４】図１の部品実装装置により部品実装される基板の例を示す斜視図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、図１の部品実装装置の基板保持装置に基板を移載する前後の様子を示す斜視図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態による部品実装装置の基板保持装置の概略を示す平面図および正面図である。
【図７】図６の部品実装装置により部品実装される基板の例を示す斜視図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、図６の部品実装装置の基板保持装置に基板を移載する前後の様子を示す斜視図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、実装部の位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量を求める方法を説明するための座標を示す図および座標の詳細を示す図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は、図１の部品実装装置の基板保持装置に保持された基板の第１の実装位置および第２の実装位置に部品を実装する際の動作を示す図である。
【図１１】（Ａ）は、図６の部品実装装置の基板保持装置に保持された基板の第１の実装位置に部品を実装する際の動作を示す図、（Ｂ），（Ｃ）は、第２の実装位置に部品を実装する際の動作を示す図である。
【図１２】図１の部品実装装置による部品実装の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１の部品実装装置による部品実装の別の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図において、基板搬送方向をＹ方向、Ｙ方向と直交する水平方向をＸ方向、Ｙ方向と直交する鉛直方向をＺ方向とする。先ず、第１の実施形態による部品実装装置１について説明する。図１〜３に示すように、第１の実施形態による部品実装装置１は、基板保持装置２と、３台の基板搬送装置３と、部品供給装置４と、部品移載装置６と、これらの装置２〜６を動作制御する制御装置７とにより概略構成されている。この部品実装装置１は、例えば、図４に示すように、平坦でない部品装着面１１ａを有する基板１１に部品を実装する。
【００２５】
この基板１１は、上面視が矩形状に形成され、側面視が円弧状の部分および円弧両端から外側に突出した部分を有する形状に形成されている。すなわち、基板１１は、中空円筒状の部材の端部における円弧部分を軸線方向に切断し、各切断部分に帯状の部材を夫々一体化した形状に形成されている。この基板１１の円弧状の周面は、例えば、格子状に設けられた複数の実装部１１ｄに複数の部品が夫々実装される部品装着面１１ａとして形成されている。また、基板１１の帯状の部分は、後述する基板保持装置２の保持手段として位置決めガイド２１１に当接される位置決め部１１ｂ、および基板保持装置２の保持手段としてクランプ部材２１２にクランプされるクランプ部１１ｃとして形成されている。
【００２６】
図１〜３に示すように、基板保持装置２は、基台１０上面の奥側中央（図１における上側中央）に配設され、後述の移動装置２３によるＺ方向の上昇により、基板搬送装置３で基板保持台２１の上方に搬入された基板１１を基板搬送装置３から基板保持面２１ａに移載可能に構成され、また、移動装置２３によるＺ方向の下降により、基板１１を基板保持面２１ａから基板搬送装置３に移載可能に構成されている。そして、後述する方法により基板１１に部品を実装するために、基板１１を後述する保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに保持して回転する装置である。この基板保持装置２は、基板１１を載置して保持する保持部材として基板保持台２１と、基板保持台２１に保持された基板１１を基板保持台２１と共にＹ方向の軸線回りに回転する回転装置２２と、基板保持台２１に保持された基板１１を基板保持台２１および回転装置２２と共にＺ方向に移動する移動装置２３とにより概略構成されている。
【００２７】
基板保持台２１は、直方体状に形成され、上面が基板１１が載置され保持される基板保持面２１ａとして形成されている。基板保持面２１ａには、載置される基板１１の位置決め部１１ｂの直交２辺の部分が当接されることにより、基板１１をＸ方向およびＹ方向に位置決めして保持するＬ字状の位置決めガイド２１１と、該基板１１のクランプ部１１ｃの上面を押圧することにより、基板１１を基板保持面２１ａとの間でクランプするクランプ部材２１２とが設けられている。位置決めガイド２１１における基板１１の位置決め部１１ｂのＸ方向およびＹ方向の当接位置が、基板保持面２１ａの基板１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙとして設定されている。クランプ部材２１２は、図略のエアシリンダ等により、基板保持面２１ａに対し接近・離間して基板１１をクランプ・アンクランプ可能に構成されている。
【００２８】
回転装置２２は、基板保持台２１が載置固定され、両端からＹ方向外側に夫々延びる一対の回転軸２２２回りで回転可能な回転台２２１と、一対の回転軸２２２を回転可能に夫々支承する一対の支持部材２２３と、回転台２２１の回転軸２２２を回転させるベルト・プーリ機構２２４およびステッピングモータ２２５と、支持部材２２３およびステッピングモータ２２５が固定される台座２２６とにより概略構成されている。基板保持台２１は、ステッピングモータ２２５により任意の回転位置に位置決め可能に構成されている。
【００２９】
移動装置２３は、回転装置２２の台座２２６の四隅に貫装され、台座２２６のＺ方向の移動を案内する４本のガイド部材２３１と、台座２２６の中央に設けられ、台座２２６をＺ方向に移動するボールネジ・ナット機構２３２およびステッピングモータ２３３と、４本のガイド部材２３１およびステッピングモータ２３３が固定される台座２３４とにより概略構成されている。基板保持台２１は、ステッピングモータ２３３により任意のＺ方向の位置に位置決め可能に構成されている。
【００３０】
３台の基板搬送装置３は、基板保持装置２の上方および基板保持装置２のＹ方向両側に一直線状となるように夫々配設され、Ｙ方向一側の基板搬送装置３は、部品実装前の基板１１を基板保持装置２に搬入し、基板保持装置２の上方の基板搬送装置３は、搬入された基板１１を部品装着位置に位置決めし、Ｙ方向他側の基板搬送装置３は、部品実装後の基板１１を基板保持装置２から搬出する装置である。各基板搬送装置３は、同一構成であり、基板１１の搬送を案内する一対のガイドレール３１と、基板１１を搬送する一対のコンベアベルト３２とにより概略構成されている。一対のガイドレール３１は、Ｙ方向に延在し基板１１の位置決め部１１ｂとクランプ部１１ｃとの間の幅と略同一の距離を隔てて互いに平行に配置されている。一対のコンベアベルト３２は、ガイドレール３１の直下に並設されている。
【００３１】
部品供給装置４は、基台１０上面の手前側（図１における下側）に配設され、カセット式の複数のフィーダ４１に収容している異なる部品種の部品を供給する装置である。フィーダ４１は、後部に部品供給リール４２がセットされるフィーダ本体４１ａと、該フィーダ本体４１ａの前部に設けられた部品取出部４１ｂとにより概略構成されている。部品供給リール４２には、部品が所定ピッチで配置されカバーテープ（図示省略）で覆われたキャリアテープ４２ａが巻回されている。フィーダ４１は、キャリアテープ４２ａがフィーダ本体４１ａに備えられたスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出されてカバーテープが引き剥がされ、部品が部品取出部４１ｂに順次送り込まれると共にキャリアテープ４２ａが巻き取られるように構成されている。
【００３２】
部品移載装置６は、基台１０上面の上方に配設され、部品供給装置４から部品を採取して基板保持装置２に搬入された基板１１に実装する装置である。部品移載装置は、一対の固定レール５１と、ヘッド移動レール５２と、部品移載ヘッド５３と、部品を吸着する部品吸着部６１とにより概略構成されている。
【００３３】
一対の固定レール５１は、２台の基板搬送装置３の両端部の上方にＸ方向に延在し互いに平行に配置されている。ヘッド移動レール５２は、Ｙ方向に延在して配置されて両端が一対の固定レール５１に沿って移動可能に支持されている。ヘッド移動レール５２の移動は、ボールねじ（図示省略）を介してサーボモータ（図示省略）により制御されている。部品移載ヘッド５３は、ヘッド移動レール５２に沿って移動可能に支持されている。移載ヘッド５３の移動は、ボールねじ（図示省略）を介してサーボモータ（図示省略）により制御されている。
【００３４】
部品吸着部６１は、部品移載ヘッド５３から下方に突出して設けられたノズルホルダー部６１１と、該ノズルホルダー部６１１の下端部に設けられて部品を吸着保持する部品吸着ノズル６１２とにより概略構成されている。ノズルホルダー部６１１は、部品移載ヘッド５３にサーボモータ（図示省略）によりＺ軸方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支承されている。部品吸着ノズル６１２は、ノズルホルダー部６１１の下端部に取り付けられ、ノズル先端で部品を吸引可能なように真空ポンプ（図示省略）に接続されている。また、基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに対する基板１１の位置ズレ量等を画像認識するため、基板１１を撮像する撮像装置として基板撮像カメラ５５が、部品移載ヘッド５３から下方に突出して設けられている。また、ノズルホルダー部６１１における部品の吸着状態を認識するため、部品を撮像する部品撮像カメラ６２が、基板保持装置２と部品供給装置４の間に取付けられている。
【００３５】
以上のような構成の第１の実施形態の部品実装装置１において、基板１１を基板保持装置２に保持する動作について説明する。図５に示すように、基板１１は、図略の基板搬送装置３により基板保持装置２の上方に搬送されて所定の位置に位置決めされる。すると、基板保持装置２の基板保持台２１のクランプ部材２１２が外側に開き、基板保持台２１が上方に移動開始する（図５（Ａ）参照）。そして、基板１１は、基板搬送装置３から基板保持台２１の基板保持面２１ａに移載される。
【００３６】
このとき、基板１１の位置決め部１１ｂのＸ方向およびＹ方向の２辺の部分が、基板保持装置２の位置決めガイド２１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに当接されて位置決めされ、基板１１のクランプ部１１ｃが、基板保持装置２のクランプ部材２１２にクランプされる（図５（Ｂ）参照）。そして、詳細は後述するが、基板１１の各実装部１１ｄの法線がＺ方向（鉛直方向）を向くように基板保持台２１を回転軸２２２の軸回りで回転し、さらに必要なときは実装部１１ｄが実装基準高さに位置するように基板保持台２１をＺ方向（鉛直方向）に移動する。そして、基板１１の各実装部１１ｄに部品を実装する。
【００３７】
次に、第２の実施形態による部品実装装置８について説明する。第２の実施形態による部品実装装置８は、第１の実施形態による部品実装装置１と比較して、３台の基板搬送装置３のうち基板保持装置２のＹ方向両側に配設された２台の基板搬送装置３と、部品供給装置４と、部品移載装置６と、制御装置７とは同一構成であるが、図６に示すように、基板保持装置９が基板保持装置２と異なる構成となっており、また基板保持装置２の上方の基板搬送装置３は設けられておらず、基板移載装置５が新たに設けられている。よって、以下では、基板保持装置９および基板移載装置５について説明する。この部品実装装置８は、例えば、図７に示すように、平坦でない部品装着面１２ａを有する基板１２に部品を実装する。
【００３８】
この基板１２は、上面視が円形状に形成され、側面視が円弧状の部分および円弧両端から外側に突出した部分を有する形状に形成されている。すなわち、基板１２は、球状の部材の一部分を径方向と平行な方向に切断し、切断部分にリング状の部材を一体化した形状に形成されている。この基板１２の球状の周面は、例えば、同心円状に設けられた複数の実装部１２ｃに複数の部品が夫々実装される部品装着面１２ａとして形成されている。また、基板１２のリング状の部分は、後述する基板保持装置９の保持手段として位置決め保持装置９３に挟持され、位置決めされてクランプされる位置決め部１２ｂとして形成されている。
【００３９】
図６に示すように、基板保持装置９は、基板移載装置５により基板搬送装置３から移載される基板１２を載置して保持する複数台（本例では、３台)の基板保持台９１と、各基板保持台９１に保持された基板１２を基板保持台９１と共に基板１２の周方向に回転する保持台回転装置９２と、各基板保持台９１に保持された基板１２を夫々挟持し、位置決めしてクランプする複数台（本例では、３台)の位置決め装置９３と、各基板保持台９１に保持された基板１２を基板保持台９１と共にＹ方向の軸線回りに回転する回転装置２２と、各基板保持台９１に保持された基板１２を基板保持台９１および回転装置２２と共にＺ方向に移動する移動装置２３とにより概略構成されている。基板保持装置９の回転装置２２および移動装置２３は、第１の実施形態と同一構成であり、同一部材は同一番号を付して同一部材の詳細な説明は省略する。
【００４０】
各基板保持台９１は、円柱状に形成され、上面が基板１２が載置され保持される基板保持面９１ａとして形成されている。そして、各基板保持台９１には、下面から下方に延びて回転台２２１に回転可能に支承される回転軸９１ａが設けられている。すなわち、各基板保持台９１は、第１保持部材として回転台２２１上において第１回転軸として回転軸２２２の軸回りで回転可能であって、回転軸２２２と直角な方向の第２回転軸として回転軸９１１の軸回りで回転可能な第２保持部材として構成されている。
【００４１】
保持台回転装置９２は、各回転軸９１１を回転させるベルト・プーリ機構９２１および回転台２２１の下面に固定されているステッピングモータ９２２により概略構成されている。各基板保持台９１は、ステッピングモータ９２２により任意の回転位置に位置決め可能に構成されている。
【００４２】
各位置決め装置９３は、各基板保持台９１と並設され回転台２２１の上面に固定されている。各位置決め装置９３は、基板１２の位置決め部１２ｂを挟持して保持可能な保持手段として一対の位置決めアーム９３１ａ，９３１ｂと、一方の位置決めアーム９３１ｂのみを他方の位置決めアーム９３１ａに対して平行移動するモータおよびギア機構等でなるアーム移動装置９３２とにより概略構成されている。位置決めアーム９３１ａは、回転台２２１の上面に固定され、位置決めアーム９３１ｂは、位置決めアーム９３１ａに対して平行移動可能なようにアーム移動装置９３２に連結されている。一対の位置決めアーム９３１ａ，９３１ｂには、長手方向に延びる溝部９３１ｃ，９３１ｄが対向するように夫々設けられている。
【００４３】
位置決め装置９３は、一方の位置決めアーム９３１ｂが他方の位置決めアーム９３１ａに対して平行移動して、基板保持面９１ａ上に載置されている基板１２の位置決め部１２ｂを各溝部９３１ｃ，９３１ｄ内に入り込ませて挟持することにより、基板１２を基板保持面９１ａに位置決めしてクランプするように構成されている。よって、基板保持面９１ａの基板１２の保持位置としては、固定された位置決めアーム９３１ａの溝部９３１ｃの底位置が基準位置となって設定されている。
【００４４】
基板移載装置５は、基台１０上面の上方に配設され、基板１１を基板搬送装置３と基板保持装置９との間で移載する装置である。基板移載装置５は、基板移載ヘッド５６と、基板１１を把持する基板把持部５４とにより概略構成されている。基板移載ヘッド５６は、部品移載ヘッド５３と同様に、ヘッド移動レール５２に沿って移動可能に支持されている。基板移載ヘッド５６の移動は、ボールねじ（図示省略）を介してサーボモータ（図示省略）により制御されている。
【００４５】
基板把持部５４は、基板移載ヘッド５６から下方に突出して設けられた複数（本例では、３つ）の爪ホルダー部５４１と、各爪ホルダー部５４１の下端部に夫々設けられて基板１１を把持する一対の基板把持爪５４２とにより概略構成されている。爪ホルダー部５４１は、基板移載ヘッド５６にサーボモータ（図示省略）によりＺ軸方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支承されている。一対の基板把持爪５４２は、爪ホルダー部５４１の下端部にサーボモータ（図示省略）により開閉可能に取り付けられている。３台の基板把持部５４の間隔は、３台の基板保持台９１の間隔と同一となるように設けられている。そして、基板１２の搬入側の基板搬送装置３には、搬入される３つの基板１２を３台の基板把持部５４の間隔で停止させる図略のストッパが設けられている。これにより、３台の基板把持部５４は、基板搬送装置３と基板保持装置９との間で、３つの基板１２を同時に移載することが可能に構成される。
【００４６】
以上のような構成の第２の実施形態の部品実装装置８において、基板１２を基板保持装置９に保持する動作について説明する。図８に示すように、基板１２は、基板搬送装置３により基板保持装置９の近傍に搬送されると、基板移載装置５により基板搬送装置３から基板保持装置９の基板保持台９１の上方に移動される（図８（Ａ）参照）。そして、基板１２は、基板移載装置５により基板保持台９１の基板保持面９１ａに載置される。このとき、基板１２の位置決め部１２ｂは、位置決め装置９３の一対の位置決めアーム９３１ａ，９３１ｂに挟持され、位置決めされてクランプされる（図８（Ｂ）参照）。そして、詳細は後述するが、基板１２の各実装部１２ｃの法線がＺ方向（鉛直方向）を向くように基板保持台９１を回転軸２２２および回転軸９１１の軸回りで回転し、さらに必要なときは実装部１２ｃが一定の実装基準高さに位置するように基板保持台２１をＺ方向（鉛直方向）に移動する。そして、基板１２の各実装部１２ｃに部品を実装する。
【００４７】
次に、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向（鉛直方向）を向き、実装部１１ｄ，１２ｃが一定の実装基準高さに位置するように基板保持台２１，９１を回転等させる理由について説明する。基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａは、側面視が円弧状であるため、実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向の軸線に対し傾斜している場合、部品吸着ノズル６１２を傾斜方向に移動させなければならず、複雑な動作制御が必要になる。一方、部品吸着ノズル６１２の動作制御を簡易にするために、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に移動させて部品を実装すると、部品の位置ズレが発生するおそれがある。
【００４８】
また、部品吸着ノズル６１２は、部品供給装置４と基板１１，１２との間を実装部品数の回数分だけ往復移動して部品実装する。平板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとなるように設定されており、これにより部品吸着ノズル６１２の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができ、部品実装時間の短縮化を図ることができる。しかし、平坦でない部品装着面を有する基板１１，１２の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。よって、部品吸着ノズル６１２の鉛直方向の移動ストロークが長くなる場合があり、部品実装時間が長くなる傾向にある。そこで、本実施形態の部品実装装置１，８においては、基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１を回転および必要なときはＺ方向に移動させ、実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向を向き、かつ実装部１１ｄ，１２ｃが実装基準高さに位置するように補正して上記問題を解消している。
【００４９】
上述の補正方法は、基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報が用いられる。基板１１，１２の情報としては、位置決め部１１ｂ，１２ｂの位置および実装部１１ｄ，１２ｃの位置等である。位置決め部１１ｂ，１２ｂの位置は、位置決めガイド２１１に当接される位置決め部１１ｂの直交２辺のＸ，Ｙ，Ｚ方向の各座標で表され、基板１１，１２を基板保持台２１，９１に位置決め保持した状態で部品実装する場合に用いられる。一方、基板１１，１２を基板撮像カメラ５５により画像認識して部品実装する場合は、基板１１，１２に予め形成されている基準穴（図示省略）が位置決め部として用いられるため、位置決め部１１ｂ，１２ｂの位置の代わりに基準穴の位置が基板情報として用いられる。実装部１１ｄ，１２ｃの位置は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各座標およびＸ，Ｙ方向の傾きで表される。
【００５０】
また、基板保持装置２，９の情報としては、基板保持台２１，９１の回転軸２２２の基板保持装置２，９における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａ，９１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙ等である。なお、基板保持面９１ａの保持位置に関しては、前述したように、位置決めアーム９３１ａの溝部９３１ｃの底位置が基準位置となって設定される位置である。基板保持台２１，９１の回転軸２２２の基板保持装置２，９における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａ，９１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各座標で表される。
【００５１】
基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１の回転は、上述の基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報に基づいて、実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向を向くように行われる。これにより、部品吸着ノズル６１２に採取された部品を実装部１１ｄ，１２ｃの法線上に移動した後は、部品吸着ノズル６１２を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により、実装部１１ｄ，１２ｃに部品を実装することができる。よって、従来のように部品吸着ノズル６１２を斜め方向に移動させる複雑な部品実装動作制御は不要となり、実装部１１ｄ，１２ｃにおける部品の位置ズレを防止し、実装部１１ｄ，１２ｃに部品を短時間に実装することができる。
【００５２】
そして、該実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量は、基板保持台２１，９１の回転量、基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報に基づいて演算される。基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１のＺ方向の移動は、演算された実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＺ方向の補正量により行われる。実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置は、演算された実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量および基板１１，１２の情報から演算される。このようにして求めた実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置に基づいて、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃに部品が高精度に実装される。
【００５３】
また、基板１１，１２を基板撮像カメラ５５により画像認識して部品実装する場合は、基板１１，１２の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙ等に対する位置ズレ量が画像認識される。そして、該実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量は、画像認識された位置ズレ量、基板保持台２１，９１の回転量、基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報に基づいて演算される。よって、位置ズレ量を加味している分、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃへの部品の実装を、より高精度に行うことができる。
【００５４】
さらに、基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１の回転後に、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃの位置を画像認識して部品実装するようにしてもよい。この場合、画像認識された基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃの位置と演算された実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置との差だけ、実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置が再補正される。これにより、例えば、実装部１１ｄ，１２ｃに部品を挿入するための穴があいており、その穴の中心の水平方向の位置が基板保持台２１，９１の回転により変化してしまうような場合であっても、再補正により実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置の精度が高められているので、部品を実装部１１ｄ，１２ｃの穴にスムーズに挿入して実装することができる。
【００５５】
上述の実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量は、基板１１，１２を基板保持台２１，９１に搬入したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系（部品実装装置１）の位置座標と、基板保持台２１，９１を回転したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系の位置座標とのズレ量である。
【００５６】
例えば、図９に示すように、Ｘ，Ｚ方向を考えて、機械座標系をＸｍ，Ｚｍとし、Ｚｍは基板保持台２１，９１の回転中心Ｃを通って鉛直方向に延び、ＸｍはＺｍと直交し且つ基板保持台２１，９１の水平な基板保持面２１ａ，９１ａ上を通るものとし、機械原点をＭ０とする。また、基板保持面２１ａ，９１ａ上の基板座標系をＸｐ，Ｚｐとし、Ｚｐは鉛直方向に延び、ＸｐはＺｐと直交し且つＸｍと同一線になるものとし、基板原点をＰ０とする。そして、機械原点Ｍ０と回転中心ＣとのＸ方向の距離は０、Ｚ方向の距離はＢとし、基板原点をＰ０と回転中心ＣとのＸ方向の距離はＡ、Ｚ方向の距離はＢとする。また、機械座標系Ｘｍ，Ｚｍを回転中心Ｃを中心に時計回りに角度θ回転したときの回転座標系をＸθ，Ｚθとする。なお、基板撮像カメラ５５により画像認識する場合は、Ｘ方向の距離はＡにカメラズレ量ΔＡを加味する。
【００５７】
上述のズレ量は、先ず、基板座標系Ｘｐ，Ｚｐを平行移動（Ｘ方向に距離Ａ移動）して機械座標系Ｘｍ，Ｚｍと一致させ、次に、機械座標系Ｘｍ，Ｚｍと一致させた基板座標系Ｘｐ，Ｚｐを回転中心Ｃを中心に回転（時計回りに角度θ回転）することにより導出できる。
【００５８】
例えば、基板座標系Ｘｐ，Ｚｐにおける実装部１１ｄ，１２ｃの位置の座標を（ｘｐ，ｚｐ）とし、この座標（ｘｐ，ｚｐ）を機械座標系Ｘｍ，Ｚｍの座標（ｘｍ，ｚｍ）に変換すると次式（１）となる。
ｘｍ＝ｘｐ＋Ａ，ｚｍ＝ｚｐ・・・（１）
次に、座標（ｘｍ，ｚｍ）を回転座標系Ｘθ，Ｚθの座標（ｘθ，ｚθ）に変換する。座標（ｘｍ，ｚｍ）と回転中心Ｃとの距離をＱとすると、次式（２）が得られる。
Ｑ＝√（（Ｂ＋ｚｍ）２＋ｘｍ２）・・・（２）
次に、座標（ｘｍ，ｚｍ）と座標（ｘθ，ｚθ）とを結ぶ線と回転中心Ｃとの距離をＳとすると、次式（３）が得られる。
Ｓ＝Ｑ・ｃｏｓθ／２・・・（３）
【００５９】
次に、座標（ｘθ，ｚθ）からＺｍに平行な直線と回転中心Ｃとの距離をＴとすると、次式（４）が得られる。なお、α＝ｃｏｓ−１（（Ｂ＋ｚｍ）／Ｑ）である。
Ｔ＝２Ｓｃｏｓ（π−θ／２−α）−ｘｍ・・・（４）
次に、回転中心ＣからＸｍに平行な直線と座標（ｘθ，ｚθ）との距離をＵとすると、次式（５）が得られる。
Ｕ＝√（Ｑ２−Ｔ２）・・・（５）
以上から、座標（ｘθ，ｚθ）を次式（６）で機械座標系Ｘｍ，Ｚｍに変換することができる。
ｘθ＝Ｔ＝２Ｓｃｏｓ（π−θ／２−α）−ｘｍ，ｚθ＝Ｕ−Ｂ＝√（Ｑ２−Ｔ２）−Ｂ
＝√（（（Ｂ＋ｚｍ）２＋ｘｍ２）−（２Ｓｃｏｓ（π−θ／２−α）−ｘｍ）２）−Ｂ・・・（６）
【００６０】
よって、基板１１，１２を基板保持台２１，９１に搬入したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系の位置座標と、基板保持台２１，９１を回転したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系の位置座標とのズレ量、すなわち実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｚ方向の補正量を求めることができる。Ｙ方向の補正量についても、上述と同様に求められる。
【００６１】
次に、上述の補正方法について具体例を挙げて説明する。先ず、図１０に示すように、各基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａの曲率円の中心Ｃｐが、基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１の回転軸２２２の中心Ｃと一致している場合、すなわち各基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａと基板保持台２１，９１の回転軸２２２の中心Ｃとの距離が常に一定の場合について説明する。基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａが水平状態にあるとき、基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａの頂点の第１実装部Ｐａは、法線ＬｐａがＺ方向を向き、かつ実装基準高さＨに位置にしている（図１０（Ａ）参照）。よって、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストローク移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第１実装部Ｐａに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６２】
そして、第１実装部Ｐａから反時計回りにθ度の第２実装部Ｐｂに部品を実装するときは、基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａをθ度に傾斜、すなわち基板保持台２１，９１を時計回りにθ度回転する（図１０（Ｂ）参照）。これにより、第２実装部Ｐｂの法線ＬｐｂがＺ方向を向き、かつ第２実装部Ｐｂが実装基準高さＨに位置するように調整することができる。よって、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストロークで移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第２実装部Ｐｂに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６３】
次に、図１１に示すように、基板１３の部品装着面１３ａと基板保持台２１，９１の回転軸２２２の中心Ｃとの距離が変化するような、例えば、波板状の基板１３の場合について説明する。基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａが水平から右肩下がりにφｃ度傾斜しているときに、法線ＬｐｃがＺ方向を向き、かつ実装基準高さＨに位置する第３実装部Ｐｃに対しては、基板保持面２１ａ，９１ａを時計回りにφｃ度回転する（図１１（Ａ）参照）。これにより、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストロークで移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第３実装部Ｐｃに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６４】
そして、基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａが水平から左肩下がりにφｄ度傾斜しているときに、法線ＬｐｄがＺ方向を向く第４実装部Ｐｄに対しては、時計回りにφｃ度回転した状態の基板保持面２１ａ，９１ａを反時計回りにφｃ＋φｄ度回転する（図１１（Ｂ）参照）。このときは、第４実装部Ｐｄは実装基準高さＨに位置していないため、基板保持台２１，９１をＺ方向にα移動する（図１１（Ｃ）参照）。これにより、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストロークで移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第４実装部Ｐｄに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６５】
次に、上述の部品実装装置１による部品実装方法について図１２のフローチャートを参照して説明する。ここで、基板保持台２１の回転軸２２２の基板保持装置２における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙでなる基板保持装置２の情報は、予め測定されて制御装置７のメモリに記憶されているものとする。制御装置７は、位置決め部１１ｂの位置および実装部１１ｄの位置でなる基板１１の情報を入力したか否かを判断し（ステップ１）、入力前であるときは該基板情報を入力して制御装置７のメモリに記憶する（ステップ２、本発明の「基板情報入力工程」に相当する）。
【００６６】
制御装置７は、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を基板保持装置２の近傍に搬入し（ステップ３）、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板搬送装置３から基板保持装置２に移載する（ステップ４）。このとき、基板１１の位置決め部１１ｂを基板保持装置２の位置決めガイド２１１に当接して位置決めする。そして、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをクランプする（ステップ５、本発明の「基板搬入保持工程」に相当する）。
【００６７】
制御装置７は、メモリに記憶されている基板保持装置情報および基板情報に基づいて、基板１１の部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄの法線が鉛直方向を向くように、基板保持装置２の回転装置２２を動作制御して基板保持台２１を回転する（ステップ６、本発明の「基板回転工程」に相当する）。そして、基板保持台２１の回転量、基板情報および基板保持装置情報に基づいて、実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量を演算し、演算した実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量および基板情報から実装部１１ｄの補正実装位置を演算する（ステップ７，８、本発明の「補正実装位置演算工程」に相当する）。
【００６８】
制御装置７は、実装部１１ｄが実装基準高さに位置しているか否かを判断し（ステップ９）、実装部１１ｄが実装基準高さに位置していないときは、実装部１１ｄが実装基準高さに位置するように、移動装置２３を動作制御して基板保持台２１を実装部１１ｄの位置のＺ方向の補正量だけＺ方向に移動する（ステップ１０）。そして、演算した実装部１１ｄの補正実装位置に基づいて、部品移載装置６を動作制御して、部品を実装部１１ｄの補正実装位置に実装する（ステップ１１、本発明の「部品実装工程」に相当する）。なお、基板保持台２１を移動せずに、部品吸着ノズル６１２を実装部１１ｄの位置のＺ方向の補正量だけＺ方向に移動させて部品実装を行うようにしてもよい。
【００６９】
制御装置７は、現基板１１の部品実装が完了したか否かを判断し（ステップ１２）、現基板１１の部品実装が完了していない場合は、ステップ６に戻って上述の処理を実行する。一方、現基板１１の部品実装が完了した場合は、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをアンクランプする。そして、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板保持装置２から基板搬送装置３に移載し（ステップ１３）、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を搬出する（ステップ１４）。制御装置７は、全ての基板１１の生産が終了したか否かを判断し（ステップ１５）、全ての基板１１の生産が終了していない場合は、ステップ１に戻って上述の処理を実行する。一方、全ての基板１１の生産が終了した場合は、部品実装プログラムを終了する。
【００７０】
以上の部品実装方法は、基板１１の位置決め部１１ｂを基板保持装置２の位置決めガイド２１１に当接して位置決めすることにより、基板１１の部品装着面１１ａにおける各実装部１１ｄに部品を実装する方法である。別の部品実装方法として、基板１１を基板撮像カメラ５５により画像認識することにより、基板１１の部品装着面１１ａにおける各実装部１１ｄに部品を実装する方法があり、図１３のフローチャートを参照して説明する。ここで、基板保持台２１の回転軸２２２の基板保持装置２における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙでなる基板保持装置２の情報は、予め測定されて制御装置７のメモリに記憶されているものとする。
【００７１】
制御装置７は、位置決め部１１ｂの位置および実装部１１ｄの位置でなる基板１１の情報を入力したか否かを判断し（ステップ２１）、入力前であるときは該基板情報を入力して制御装置７のメモリに記憶する（ステップ２２、本発明の「基板情報入力工程」に相当する）。そして、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を基板保持装置２の近傍に搬入し（ステップ２３）、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板搬送装置３から基板保持装置２に移載する（ステップ２４）。この場合、基板１１の位置決め部１１ｂを基板保持装置２の位置決めガイド２１１に当接して位置決めする際の精度はラフでよい。そして、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをクランプする（ステップ２５、本発明の「基板搬入保持工程」に相当する）。
【００７２】
制御装置７は、基板移載装置５および基板撮像カメラ５５を動作制御して基板１１を撮像し（ステップ２６）、基板１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに対する位置ズレ量を画像認識する（ステップ２７、本発明の「基板位置認識工程」に相当する）。そして、メモリに記憶されている基板保持装置情報および基板情報に基づいて、基板１１の部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄの法線が鉛直方向を向くように、基板保持装置２の回転装置２２を動作制御して基板保持台２１を回転する（ステップ２８、本発明の「基板回転工程」に相当する）。
【００７３】
制御装置７は、基板１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに対する位置ズレ量、基板保持台２１の回転量、基板情報および基板保持装置情報に基づいて、実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量を演算し、演算した実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量および基板情報から実装部１１ｄの補正実装位置を演算する（ステップ２９，３０、本発明の「補正実装位置演算工程」に相当する）。そして、実装部１１ｄが実装基準高さに位置しているか否かを判断し（ステップ３１）、実装部１１ｄが実装基準高さに位置していないときは、実装部１１ｄが実装基準高さに位置するように、移動装置２３を動作制御して基板保持台２１を実装部１１ｄの位置のＺ方向の補正量だけＺ方向に移動する（ステップ３２）。
【００７４】
ここで、例えば、基板１１の部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄに穴があいており、その穴の中心の水平方向の位置が基板１１の回転により変化してしまう事態が予想される場合等、実装部１１ｄの補正実装位置の精度を高めたいときは、基板１１を再度撮像して回転後の実装部１１ｄの位置を画像認識すればよい。そこで、制御装置７は、基板１１を再度撮像する必要があるか否かを判断し（ステップ３３）、基板１１を再度撮像する必要がないときはステップ３７に進む。
【００７５】
一方、基板１１を再度撮像する必要があるときは、制御装置７は、基板移載装置５および基板撮像カメラ５５を動作制御して基板１１を再度撮像し（ステップ３４）、回転後の実装部１１ｄの位置を画像認識する（ステップ３５、本発明の「回転後実装位置認識工程」に相当する）。そして、画像認識した基板１１の実装部１１ｄの位置と演算した実装部１１ｄの補正実装位置との差だけ、実装部１１ｄの補正実装位置を再補正する（ステップ３６、本発明の「基板再補正位置演算工程」に相当する）。そして、演算した実装部１１ｄの補正実装位置もしくは再補正した補正実装位置に基づいて、部品移載装置６を動作制御して、部品を実装部１１ｄの補正実装位置に実装する（ステップ３７、本発明の「部品実装工程」に相当する）。
【００７６】
制御装置７は、現基板１１の部品実装が完了したか否かを判断し（ステップ３８）、現基板１１の部品実装が完了していない場合は、ステップ２８に戻って上述の処理を実行する。一方、現基板１１の部品実装が完了した場合は、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをアンクランプする。そして、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板保持装置２から基板搬送装置３に移載し（ステップ３９）、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を搬出する（ステップ４０）。制御装置７は、全ての基板１１の生産が終了したか否かを判断し（ステップ４１）、全ての基板１１の生産が終了していない場合は、ステップ１に戻って上述の処理を実行する。一方、全ての基板１１の生産が終了した場合は、部品実装プログラムを終了する。
【符号の説明】
【００７７】
１，８…部品実装装置、２，９…基板保持装置、３…基板搬送装置、４…部品供給装置、５…基板移載装置、６…部品移載装置、７…制御装置、１１，１２，１３…基板、１１ａ，１２ａ，１３ａ…部品装着面、２１，９１…基板保持台、２２…回転装置、２３…移動装置、９２…第２回転装置、９３…位置決め装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装する部品実装方法および部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平坦でない部品装着面を有する基板としては、例えば、円柱状の一部や球状の一部等でなる曲面状の部品装着面を有する基板や、ピラミッド型のような複数の角度に傾斜した複数面の部品装着面を有する基板等が挙げられる。例えば、特許文献１には、吸着ヘッド（部品吸着ノズル）の先端に部品を吸着し、立体基板（平坦でない部品装着面を有する基板）の傾斜した実装部壁面（部品装着面）に実装する部品実装方法が開示されている。この吸着ヘッドは、水平方向および鉛直方向に移動可能に、かつ鉛直方向の軸線回りに回動可能に構成されている。さらに、吸着ヘッドの先端部分が、水平方向の軸線回りに回動可能、すなわち、鉛直方向の軸線に対し折り曲げ可能に構成されている。この部品実装方法は、吸着ヘッドの先端に部品を吸着し、立体基板の実装部壁面の傾斜角度に応じて吸着ヘッドの先端部分を折り曲げ、吸着ヘッドを移動して立体基板の実装部壁面に実装する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５４７９８号公報（段落番号０００９、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の部品実装方法では、部品を立体基板の傾斜した実装部壁面に実装するとき、吸着ヘッドを折り曲げ方向、すなわち実装部壁面の法線方向に移動させなければならず、複雑な動作制御が必要になる。一方、吸着ヘッドを折り曲げたまま鉛直方向に移動して部品実装する場合は、簡易な動作制御のみでよい。ところが、部品を立体基板の傾斜した実装部壁面に実装するときに部品の位置ズレが発生するおそれがある。
【０００５】
また、吸着ヘッドは、部品供給装置と基板との間を実装部品数の回数分だけ往復移動して部品実装する。平板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとなるように設定されており、これにより吸着ヘッドの鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができ、部品実装時間の短縮化を図ることができる。しかし、平坦でない部品装着面を有する基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。よって、吸着ヘッドの鉛直方向の移動ストロークが長くなる場合があり、部品実装時間が長くなる傾向にある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な部品実装動作制御により平坦でない部品装着面を有する基板に部品を高精度に且つ短時間に実装することができる部品実装方法および部品実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、を備えた部品実装装置における部品実装方法であって、前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報を入力する基板情報入力工程と、前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持工程と、予め記憶している前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報並びに前記入力した基板情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転工程と、前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算工程と、前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装工程と、を備えたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、前記部品実装工程は、前記補正実装位置演算工程で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することである。
【０００９】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識工程、を備え、前記補正実装位置演算工程は、前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することである。
【００１０】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記実装部の位置の法線が鉛直方向を向くように前記保持部材が前記基板回転工程によって回転された後に、前記実装部を撮像装置により撮像し、前記回転後の実装部の位置を画像認識する回転後実装位置認識工程と、前記画像認識された前記回転後の実装部の位置と前記補正実装位置演算工程で演算された前記補正実装位置との差だけ前記補正実装位置を再補正する基板再補正位置演算工程と、を備え、前記部品実装工程は、前記再補正された補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装することである。
【００１１】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、前記基板保持装置、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作を制御する制御装置と、を備えた部品実装装置であって、前記制御装置は、前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報並びに前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報を入力する入力手段と、入力される前記基板情報および前記基板保持装置情報を記憶する記憶手段と、前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持手段と、前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転手段と、前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算手段と、前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装手段と、を備えたことである。
【００１２】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項５において、前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、前記部品実装手段は、前記補正実装位置演算手段で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することである。
【００１３】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項５又は６において、前記基板を撮像可能な撮像装置を備え、前記制御装置は、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を前記撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識手段、を備え、前記補正実装位置演算手段は、前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することである。
【００１４】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項５乃至７の何れか一項において、前記保持部材は、水平方向の軸回りで回転可能な第１回転軸を有する第１保持部材と、該第１保持部材上において前記第１回転軸と直角な方向の軸回りで回転可能な第２回転軸を有する第２保持部材とで構成され、前記基板回転手段は、前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記第１保持部材および前記第２保持部材を夫々回転することである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、平坦でない部品装着面における実装部の法線が鉛直方向を向くように基板保持装置の保持部材を回転するようにしている。これにより、部品移載装置に採取された部品を実装部の法線上に移動した後は、部品移載装置を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により、実装部に部品を実装することができる。よって、従来のように部品移載装置を斜め方向に移動させる複雑な部品実装動作制御は不要となり、実装部における部品の位置ズレを防止し、実装部に部品を短時間に実装することができる。また、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、水平方向および鉛直方向の正確な補正実装位置を求めることができる。よって、実装部に部品を高精度に実装することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、実装部の位置の鉛直方向の補正は、基板保持装置を鉛直方向に移動することにより行うようにしている。ここで、部品移載装置は、部品供給装置と基板との間を実装部品数の回数分だけ往復移動して部品実装する。平板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとなるように設定されており、これにより部品移載装置の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができ、部品実装時間の短縮化を図ることができる。しかし、平坦でない部品装着面を有する基板、特に、部品装着面と基板保持装置の保持部材の回転軸の中心との距離が変化するような、例えば、波板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。そこで、基板保持装置を鉛直方向に移動して実装部が一定の実装基準高さとなるようにする。これにより、部品移載装置の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができる。よって、平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装する場合の部品実装時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、保持部材の基板保持面の保持位置に対する基板の位置ズレ量を画像認識し、該位置ズレ量、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、位置ズレ量を加味している分、高精度な補正実装位置を得ることができる。よって、実装部に部品を、より高精度に実装することができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、基板保持装置の保持部材を回転した後の実装部の位置を画像認識し、該実装部の位置と補正実装位置との差だけ補正実装位置を再補正している。これにより、例えば、実装部に部品を挿入するための穴があいており、その穴の中心の水平方向の位置が保持部材の回転により変化してしまうような場合であっても、再補正により実装部の補正実装位置の精度が高められているので、部品を実装部の穴にスムーズに挿入して実装することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、基板回転手段は、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、平坦でない部品装着面における実装部の法線が鉛直方向を向くように基板保持装置の保持部材を回転するようにしている。これにより、部品移載装置に採取された部品を実装部の法線上に移動した後は、部品移載装置を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により、実装部に部品を実装することができる。よって、従来のように部品移載装置を斜め方向に移動させる複雑な部品実装動作制御は不要となり、実装部における部品の位置ズレを防止し、実装部に部品を短時間に実装することができる。また、補正実装位置演算手段は、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、水平方向および鉛直方向の正確な補正実装位置を求めることができる。よって、部品実装手段は、実装部に部品を高精度に実装することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明によれば、部品実装手段は、基板保持装置を鉛直方向に移動することにより、平坦でない部品装着面における実装部の位置の鉛直方向の補正を行うようにしている。上述した理由から、平坦でない部品装着面を有する基板、特に、部品装着面と基板保持装置の保持部材の回転軸の中心との距離が変化するような、例えば、波板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。そこで、基板保持装置を鉛直方向に移動して実装部が一定の実装基準高さとなるようにする。これにより、部品移載装置の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができる。よって、部品実装手段は、実装部に部品を実装する場合の部品実装時間の短縮化を図ることができる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、補正実装位置演算手段は、画像認識した位置ズレ量、保持部材の回転量、基板保持装置情報および基板情報に基づいて、実装部の位置の補正量を演算し、該実装部の位置の補正量および基板情報から補正実装位置を演算するようにしている。これにより、位置ズレ量を加味している分、高精度な補正実装位置を得ることができる。よって、部品実装手段は、実装部に部品を、より高精度に実装することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、基板回転手段は、基板情報および基板保持装置情報に基づいて、平坦でない部品装着面における実装部の法線が鉛直方向を向くように基板保持装置の第１保持部材および第２保持部材を夫々回転するようにしている。これにより、例えば、球状の基板であっても、部品移載装置に採取された部品を鉛直方向に移動させるのみで、実装部に部品を実装することができる。よって、簡易な部品実装動作制御により、より複雑な平坦でない部品装着面を有する基板に部品を高精度に且つ短時間に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による部品実装装置の全体構成の概略を示す平面図である。
【図２】図１の部品実装装置の基板保持装置、基板搬送装置および部品移載装置の概略を示す正面図である。
【図３】図１の部品実装装置の基板保持装置および部品移載装置の概略を示す側面図である。
【図４】図１の部品実装装置により部品実装される基板の例を示す斜視図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、図１の部品実装装置の基板保持装置に基板を移載する前後の様子を示す斜視図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態による部品実装装置の基板保持装置の概略を示す平面図および正面図である。
【図７】図６の部品実装装置により部品実装される基板の例を示す斜視図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、図６の部品実装装置の基板保持装置に基板を移載する前後の様子を示す斜視図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、実装部の位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量を求める方法を説明するための座標を示す図および座標の詳細を示す図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は、図１の部品実装装置の基板保持装置に保持された基板の第１の実装位置および第２の実装位置に部品を実装する際の動作を示す図である。
【図１１】（Ａ）は、図６の部品実装装置の基板保持装置に保持された基板の第１の実装位置に部品を実装する際の動作を示す図、（Ｂ），（Ｃ）は、第２の実装位置に部品を実装する際の動作を示す図である。
【図１２】図１の部品実装装置による部品実装の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１の部品実装装置による部品実装の別の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図において、基板搬送方向をＹ方向、Ｙ方向と直交する水平方向をＸ方向、Ｙ方向と直交する鉛直方向をＺ方向とする。先ず、第１の実施形態による部品実装装置１について説明する。図１〜３に示すように、第１の実施形態による部品実装装置１は、基板保持装置２と、３台の基板搬送装置３と、部品供給装置４と、部品移載装置６と、これらの装置２〜６を動作制御する制御装置７とにより概略構成されている。この部品実装装置１は、例えば、図４に示すように、平坦でない部品装着面１１ａを有する基板１１に部品を実装する。
【００２５】
この基板１１は、上面視が矩形状に形成され、側面視が円弧状の部分および円弧両端から外側に突出した部分を有する形状に形成されている。すなわち、基板１１は、中空円筒状の部材の端部における円弧部分を軸線方向に切断し、各切断部分に帯状の部材を夫々一体化した形状に形成されている。この基板１１の円弧状の周面は、例えば、格子状に設けられた複数の実装部１１ｄに複数の部品が夫々実装される部品装着面１１ａとして形成されている。また、基板１１の帯状の部分は、後述する基板保持装置２の保持手段として位置決めガイド２１１に当接される位置決め部１１ｂ、および基板保持装置２の保持手段としてクランプ部材２１２にクランプされるクランプ部１１ｃとして形成されている。
【００２６】
図１〜３に示すように、基板保持装置２は、基台１０上面の奥側中央（図１における上側中央）に配設され、後述の移動装置２３によるＺ方向の上昇により、基板搬送装置３で基板保持台２１の上方に搬入された基板１１を基板搬送装置３から基板保持面２１ａに移載可能に構成され、また、移動装置２３によるＺ方向の下降により、基板１１を基板保持面２１ａから基板搬送装置３に移載可能に構成されている。そして、後述する方法により基板１１に部品を実装するために、基板１１を後述する保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに保持して回転する装置である。この基板保持装置２は、基板１１を載置して保持する保持部材として基板保持台２１と、基板保持台２１に保持された基板１１を基板保持台２１と共にＹ方向の軸線回りに回転する回転装置２２と、基板保持台２１に保持された基板１１を基板保持台２１および回転装置２２と共にＺ方向に移動する移動装置２３とにより概略構成されている。
【００２７】
基板保持台２１は、直方体状に形成され、上面が基板１１が載置され保持される基板保持面２１ａとして形成されている。基板保持面２１ａには、載置される基板１１の位置決め部１１ｂの直交２辺の部分が当接されることにより、基板１１をＸ方向およびＹ方向に位置決めして保持するＬ字状の位置決めガイド２１１と、該基板１１のクランプ部１１ｃの上面を押圧することにより、基板１１を基板保持面２１ａとの間でクランプするクランプ部材２１２とが設けられている。位置決めガイド２１１における基板１１の位置決め部１１ｂのＸ方向およびＹ方向の当接位置が、基板保持面２１ａの基板１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙとして設定されている。クランプ部材２１２は、図略のエアシリンダ等により、基板保持面２１ａに対し接近・離間して基板１１をクランプ・アンクランプ可能に構成されている。
【００２８】
回転装置２２は、基板保持台２１が載置固定され、両端からＹ方向外側に夫々延びる一対の回転軸２２２回りで回転可能な回転台２２１と、一対の回転軸２２２を回転可能に夫々支承する一対の支持部材２２３と、回転台２２１の回転軸２２２を回転させるベルト・プーリ機構２２４およびステッピングモータ２２５と、支持部材２２３およびステッピングモータ２２５が固定される台座２２６とにより概略構成されている。基板保持台２１は、ステッピングモータ２２５により任意の回転位置に位置決め可能に構成されている。
【００２９】
移動装置２３は、回転装置２２の台座２２６の四隅に貫装され、台座２２６のＺ方向の移動を案内する４本のガイド部材２３１と、台座２２６の中央に設けられ、台座２２６をＺ方向に移動するボールネジ・ナット機構２３２およびステッピングモータ２３３と、４本のガイド部材２３１およびステッピングモータ２３３が固定される台座２３４とにより概略構成されている。基板保持台２１は、ステッピングモータ２３３により任意のＺ方向の位置に位置決め可能に構成されている。
【００３０】
３台の基板搬送装置３は、基板保持装置２の上方および基板保持装置２のＹ方向両側に一直線状となるように夫々配設され、Ｙ方向一側の基板搬送装置３は、部品実装前の基板１１を基板保持装置２に搬入し、基板保持装置２の上方の基板搬送装置３は、搬入された基板１１を部品装着位置に位置決めし、Ｙ方向他側の基板搬送装置３は、部品実装後の基板１１を基板保持装置２から搬出する装置である。各基板搬送装置３は、同一構成であり、基板１１の搬送を案内する一対のガイドレール３１と、基板１１を搬送する一対のコンベアベルト３２とにより概略構成されている。一対のガイドレール３１は、Ｙ方向に延在し基板１１の位置決め部１１ｂとクランプ部１１ｃとの間の幅と略同一の距離を隔てて互いに平行に配置されている。一対のコンベアベルト３２は、ガイドレール３１の直下に並設されている。
【００３１】
部品供給装置４は、基台１０上面の手前側（図１における下側）に配設され、カセット式の複数のフィーダ４１に収容している異なる部品種の部品を供給する装置である。フィーダ４１は、後部に部品供給リール４２がセットされるフィーダ本体４１ａと、該フィーダ本体４１ａの前部に設けられた部品取出部４１ｂとにより概略構成されている。部品供給リール４２には、部品が所定ピッチで配置されカバーテープ（図示省略）で覆われたキャリアテープ４２ａが巻回されている。フィーダ４１は、キャリアテープ４２ａがフィーダ本体４１ａに備えられたスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出されてカバーテープが引き剥がされ、部品が部品取出部４１ｂに順次送り込まれると共にキャリアテープ４２ａが巻き取られるように構成されている。
【００３２】
部品移載装置６は、基台１０上面の上方に配設され、部品供給装置４から部品を採取して基板保持装置２に搬入された基板１１に実装する装置である。部品移載装置は、一対の固定レール５１と、ヘッド移動レール５２と、部品移載ヘッド５３と、部品を吸着する部品吸着部６１とにより概略構成されている。
【００３３】
一対の固定レール５１は、２台の基板搬送装置３の両端部の上方にＸ方向に延在し互いに平行に配置されている。ヘッド移動レール５２は、Ｙ方向に延在して配置されて両端が一対の固定レール５１に沿って移動可能に支持されている。ヘッド移動レール５２の移動は、ボールねじ（図示省略）を介してサーボモータ（図示省略）により制御されている。部品移載ヘッド５３は、ヘッド移動レール５２に沿って移動可能に支持されている。移載ヘッド５３の移動は、ボールねじ（図示省略）を介してサーボモータ（図示省略）により制御されている。
【００３４】
部品吸着部６１は、部品移載ヘッド５３から下方に突出して設けられたノズルホルダー部６１１と、該ノズルホルダー部６１１の下端部に設けられて部品を吸着保持する部品吸着ノズル６１２とにより概略構成されている。ノズルホルダー部６１１は、部品移載ヘッド５３にサーボモータ（図示省略）によりＺ軸方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支承されている。部品吸着ノズル６１２は、ノズルホルダー部６１１の下端部に取り付けられ、ノズル先端で部品を吸引可能なように真空ポンプ（図示省略）に接続されている。また、基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに対する基板１１の位置ズレ量等を画像認識するため、基板１１を撮像する撮像装置として基板撮像カメラ５５が、部品移載ヘッド５３から下方に突出して設けられている。また、ノズルホルダー部６１１における部品の吸着状態を認識するため、部品を撮像する部品撮像カメラ６２が、基板保持装置２と部品供給装置４の間に取付けられている。
【００３５】
以上のような構成の第１の実施形態の部品実装装置１において、基板１１を基板保持装置２に保持する動作について説明する。図５に示すように、基板１１は、図略の基板搬送装置３により基板保持装置２の上方に搬送されて所定の位置に位置決めされる。すると、基板保持装置２の基板保持台２１のクランプ部材２１２が外側に開き、基板保持台２１が上方に移動開始する（図５（Ａ）参照）。そして、基板１１は、基板搬送装置３から基板保持台２１の基板保持面２１ａに移載される。
【００３６】
このとき、基板１１の位置決め部１１ｂのＸ方向およびＹ方向の２辺の部分が、基板保持装置２の位置決めガイド２１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに当接されて位置決めされ、基板１１のクランプ部１１ｃが、基板保持装置２のクランプ部材２１２にクランプされる（図５（Ｂ）参照）。そして、詳細は後述するが、基板１１の各実装部１１ｄの法線がＺ方向（鉛直方向）を向くように基板保持台２１を回転軸２２２の軸回りで回転し、さらに必要なときは実装部１１ｄが実装基準高さに位置するように基板保持台２１をＺ方向（鉛直方向）に移動する。そして、基板１１の各実装部１１ｄに部品を実装する。
【００３７】
次に、第２の実施形態による部品実装装置８について説明する。第２の実施形態による部品実装装置８は、第１の実施形態による部品実装装置１と比較して、３台の基板搬送装置３のうち基板保持装置２のＹ方向両側に配設された２台の基板搬送装置３と、部品供給装置４と、部品移載装置６と、制御装置７とは同一構成であるが、図６に示すように、基板保持装置９が基板保持装置２と異なる構成となっており、また基板保持装置２の上方の基板搬送装置３は設けられておらず、基板移載装置５が新たに設けられている。よって、以下では、基板保持装置９および基板移載装置５について説明する。この部品実装装置８は、例えば、図７に示すように、平坦でない部品装着面１２ａを有する基板１２に部品を実装する。
【００３８】
この基板１２は、上面視が円形状に形成され、側面視が円弧状の部分および円弧両端から外側に突出した部分を有する形状に形成されている。すなわち、基板１２は、球状の部材の一部分を径方向と平行な方向に切断し、切断部分にリング状の部材を一体化した形状に形成されている。この基板１２の球状の周面は、例えば、同心円状に設けられた複数の実装部１２ｃに複数の部品が夫々実装される部品装着面１２ａとして形成されている。また、基板１２のリング状の部分は、後述する基板保持装置９の保持手段として位置決め保持装置９３に挟持され、位置決めされてクランプされる位置決め部１２ｂとして形成されている。
【００３９】
図６に示すように、基板保持装置９は、基板移載装置５により基板搬送装置３から移載される基板１２を載置して保持する複数台（本例では、３台)の基板保持台９１と、各基板保持台９１に保持された基板１２を基板保持台９１と共に基板１２の周方向に回転する保持台回転装置９２と、各基板保持台９１に保持された基板１２を夫々挟持し、位置決めしてクランプする複数台（本例では、３台)の位置決め装置９３と、各基板保持台９１に保持された基板１２を基板保持台９１と共にＹ方向の軸線回りに回転する回転装置２２と、各基板保持台９１に保持された基板１２を基板保持台９１および回転装置２２と共にＺ方向に移動する移動装置２３とにより概略構成されている。基板保持装置９の回転装置２２および移動装置２３は、第１の実施形態と同一構成であり、同一部材は同一番号を付して同一部材の詳細な説明は省略する。
【００４０】
各基板保持台９１は、円柱状に形成され、上面が基板１２が載置され保持される基板保持面９１ａとして形成されている。そして、各基板保持台９１には、下面から下方に延びて回転台２２１に回転可能に支承される回転軸９１ａが設けられている。すなわち、各基板保持台９１は、第１保持部材として回転台２２１上において第１回転軸として回転軸２２２の軸回りで回転可能であって、回転軸２２２と直角な方向の第２回転軸として回転軸９１１の軸回りで回転可能な第２保持部材として構成されている。
【００４１】
保持台回転装置９２は、各回転軸９１１を回転させるベルト・プーリ機構９２１および回転台２２１の下面に固定されているステッピングモータ９２２により概略構成されている。各基板保持台９１は、ステッピングモータ９２２により任意の回転位置に位置決め可能に構成されている。
【００４２】
各位置決め装置９３は、各基板保持台９１と並設され回転台２２１の上面に固定されている。各位置決め装置９３は、基板１２の位置決め部１２ｂを挟持して保持可能な保持手段として一対の位置決めアーム９３１ａ，９３１ｂと、一方の位置決めアーム９３１ｂのみを他方の位置決めアーム９３１ａに対して平行移動するモータおよびギア機構等でなるアーム移動装置９３２とにより概略構成されている。位置決めアーム９３１ａは、回転台２２１の上面に固定され、位置決めアーム９３１ｂは、位置決めアーム９３１ａに対して平行移動可能なようにアーム移動装置９３２に連結されている。一対の位置決めアーム９３１ａ，９３１ｂには、長手方向に延びる溝部９３１ｃ，９３１ｄが対向するように夫々設けられている。
【００４３】
位置決め装置９３は、一方の位置決めアーム９３１ｂが他方の位置決めアーム９３１ａに対して平行移動して、基板保持面９１ａ上に載置されている基板１２の位置決め部１２ｂを各溝部９３１ｃ，９３１ｄ内に入り込ませて挟持することにより、基板１２を基板保持面９１ａに位置決めしてクランプするように構成されている。よって、基板保持面９１ａの基板１２の保持位置としては、固定された位置決めアーム９３１ａの溝部９３１ｃの底位置が基準位置となって設定されている。
【００４４】
基板移載装置５は、基台１０上面の上方に配設され、基板１１を基板搬送装置３と基板保持装置９との間で移載する装置である。基板移載装置５は、基板移載ヘッド５６と、基板１１を把持する基板把持部５４とにより概略構成されている。基板移載ヘッド５６は、部品移載ヘッド５３と同様に、ヘッド移動レール５２に沿って移動可能に支持されている。基板移載ヘッド５６の移動は、ボールねじ（図示省略）を介してサーボモータ（図示省略）により制御されている。
【００４５】
基板把持部５４は、基板移載ヘッド５６から下方に突出して設けられた複数（本例では、３つ）の爪ホルダー部５４１と、各爪ホルダー部５４１の下端部に夫々設けられて基板１１を把持する一対の基板把持爪５４２とにより概略構成されている。爪ホルダー部５４１は、基板移載ヘッド５６にサーボモータ（図示省略）によりＺ軸方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支承されている。一対の基板把持爪５４２は、爪ホルダー部５４１の下端部にサーボモータ（図示省略）により開閉可能に取り付けられている。３台の基板把持部５４の間隔は、３台の基板保持台９１の間隔と同一となるように設けられている。そして、基板１２の搬入側の基板搬送装置３には、搬入される３つの基板１２を３台の基板把持部５４の間隔で停止させる図略のストッパが設けられている。これにより、３台の基板把持部５４は、基板搬送装置３と基板保持装置９との間で、３つの基板１２を同時に移載することが可能に構成される。
【００４６】
以上のような構成の第２の実施形態の部品実装装置８において、基板１２を基板保持装置９に保持する動作について説明する。図８に示すように、基板１２は、基板搬送装置３により基板保持装置９の近傍に搬送されると、基板移載装置５により基板搬送装置３から基板保持装置９の基板保持台９１の上方に移動される（図８（Ａ）参照）。そして、基板１２は、基板移載装置５により基板保持台９１の基板保持面９１ａに載置される。このとき、基板１２の位置決め部１２ｂは、位置決め装置９３の一対の位置決めアーム９３１ａ，９３１ｂに挟持され、位置決めされてクランプされる（図８（Ｂ）参照）。そして、詳細は後述するが、基板１２の各実装部１２ｃの法線がＺ方向（鉛直方向）を向くように基板保持台９１を回転軸２２２および回転軸９１１の軸回りで回転し、さらに必要なときは実装部１２ｃが一定の実装基準高さに位置するように基板保持台２１をＺ方向（鉛直方向）に移動する。そして、基板１２の各実装部１２ｃに部品を実装する。
【００４７】
次に、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向（鉛直方向）を向き、実装部１１ｄ，１２ｃが一定の実装基準高さに位置するように基板保持台２１，９１を回転等させる理由について説明する。基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａは、側面視が円弧状であるため、実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向の軸線に対し傾斜している場合、部品吸着ノズル６１２を傾斜方向に移動させなければならず、複雑な動作制御が必要になる。一方、部品吸着ノズル６１２の動作制御を簡易にするために、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に移動させて部品を実装すると、部品の位置ズレが発生するおそれがある。
【００４８】
また、部品吸着ノズル６１２は、部品供給装置４と基板１１，１２との間を実装部品数の回数分だけ往復移動して部品実装する。平板状の基板の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとなるように設定されており、これにより部品吸着ノズル６１２の鉛直方向の移動ストロークを必要最小限にすることができ、部品実装時間の短縮化を図ることができる。しかし、平坦でない部品装着面を有する基板１１，１２の場合、全ての実装部が一定の実装基準高さとならない。よって、部品吸着ノズル６１２の鉛直方向の移動ストロークが長くなる場合があり、部品実装時間が長くなる傾向にある。そこで、本実施形態の部品実装装置１，８においては、基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１を回転および必要なときはＺ方向に移動させ、実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向を向き、かつ実装部１１ｄ，１２ｃが実装基準高さに位置するように補正して上記問題を解消している。
【００４９】
上述の補正方法は、基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報が用いられる。基板１１，１２の情報としては、位置決め部１１ｂ，１２ｂの位置および実装部１１ｄ，１２ｃの位置等である。位置決め部１１ｂ，１２ｂの位置は、位置決めガイド２１１に当接される位置決め部１１ｂの直交２辺のＸ，Ｙ，Ｚ方向の各座標で表され、基板１１，１２を基板保持台２１，９１に位置決め保持した状態で部品実装する場合に用いられる。一方、基板１１，１２を基板撮像カメラ５５により画像認識して部品実装する場合は、基板１１，１２に予め形成されている基準穴（図示省略）が位置決め部として用いられるため、位置決め部１１ｂ，１２ｂの位置の代わりに基準穴の位置が基板情報として用いられる。実装部１１ｄ，１２ｃの位置は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各座標およびＸ，Ｙ方向の傾きで表される。
【００５０】
また、基板保持装置２，９の情報としては、基板保持台２１，９１の回転軸２２２の基板保持装置２，９における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａ，９１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙ等である。なお、基板保持面９１ａの保持位置に関しては、前述したように、位置決めアーム９３１ａの溝部９３１ｃの底位置が基準位置となって設定される位置である。基板保持台２１，９１の回転軸２２２の基板保持装置２，９における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａ，９１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各座標で表される。
【００５１】
基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１の回転は、上述の基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報に基づいて、実装部１１ｄ，１２ｃの法線がＺ方向を向くように行われる。これにより、部品吸着ノズル６１２に採取された部品を実装部１１ｄ，１２ｃの法線上に移動した後は、部品吸着ノズル６１２を鉛直方向に移動させるのみの簡易な部品実装動作制御により、実装部１１ｄ，１２ｃに部品を実装することができる。よって、従来のように部品吸着ノズル６１２を斜め方向に移動させる複雑な部品実装動作制御は不要となり、実装部１１ｄ，１２ｃにおける部品の位置ズレを防止し、実装部１１ｄ，１２ｃに部品を短時間に実装することができる。
【００５２】
そして、該実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量は、基板保持台２１，９１の回転量、基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報に基づいて演算される。基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１のＺ方向の移動は、演算された実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＺ方向の補正量により行われる。実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置は、演算された実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量および基板１１，１２の情報から演算される。このようにして求めた実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置に基づいて、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃに部品が高精度に実装される。
【００５３】
また、基板１１，１２を基板撮像カメラ５５により画像認識して部品実装する場合は、基板１１，１２の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙ等に対する位置ズレ量が画像認識される。そして、該実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量は、画像認識された位置ズレ量、基板保持台２１，９１の回転量、基板１１，１２の情報および基板保持装置２，９の情報に基づいて演算される。よって、位置ズレ量を加味している分、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃへの部品の実装を、より高精度に行うことができる。
【００５４】
さらに、基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１の回転後に、基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃの位置を画像認識して部品実装するようにしてもよい。この場合、画像認識された基板１１，１２の実装部１１ｄ，１２ｃの位置と演算された実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置との差だけ、実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置が再補正される。これにより、例えば、実装部１１ｄ，１２ｃに部品を挿入するための穴があいており、その穴の中心の水平方向の位置が基板保持台２１，９１の回転により変化してしまうような場合であっても、再補正により実装部１１ｄ，１２ｃの補正実装位置の精度が高められているので、部品を実装部１１ｄ，１２ｃの穴にスムーズに挿入して実装することができる。
【００５５】
上述の実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量は、基板１１，１２を基板保持台２１，９１に搬入したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系（部品実装装置１）の位置座標と、基板保持台２１，９１を回転したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系の位置座標とのズレ量である。
【００５６】
例えば、図９に示すように、Ｘ，Ｚ方向を考えて、機械座標系をＸｍ，Ｚｍとし、Ｚｍは基板保持台２１，９１の回転中心Ｃを通って鉛直方向に延び、ＸｍはＺｍと直交し且つ基板保持台２１，９１の水平な基板保持面２１ａ，９１ａ上を通るものとし、機械原点をＭ０とする。また、基板保持面２１ａ，９１ａ上の基板座標系をＸｐ，Ｚｐとし、Ｚｐは鉛直方向に延び、ＸｐはＺｐと直交し且つＸｍと同一線になるものとし、基板原点をＰ０とする。そして、機械原点Ｍ０と回転中心ＣとのＸ方向の距離は０、Ｚ方向の距離はＢとし、基板原点をＰ０と回転中心ＣとのＸ方向の距離はＡ、Ｚ方向の距離はＢとする。また、機械座標系Ｘｍ，Ｚｍを回転中心Ｃを中心に時計回りに角度θ回転したときの回転座標系をＸθ，Ｚθとする。なお、基板撮像カメラ５５により画像認識する場合は、Ｘ方向の距離はＡにカメラズレ量ΔＡを加味する。
【００５７】
上述のズレ量は、先ず、基板座標系Ｘｐ，Ｚｐを平行移動（Ｘ方向に距離Ａ移動）して機械座標系Ｘｍ，Ｚｍと一致させ、次に、機械座標系Ｘｍ，Ｚｍと一致させた基板座標系Ｘｐ，Ｚｐを回転中心Ｃを中心に回転（時計回りに角度θ回転）することにより導出できる。
【００５８】
例えば、基板座標系Ｘｐ，Ｚｐにおける実装部１１ｄ，１２ｃの位置の座標を（ｘｐ，ｚｐ）とし、この座標（ｘｐ，ｚｐ）を機械座標系Ｘｍ，Ｚｍの座標（ｘｍ，ｚｍ）に変換すると次式（１）となる。
ｘｍ＝ｘｐ＋Ａ，ｚｍ＝ｚｐ・・・（１）
次に、座標（ｘｍ，ｚｍ）を回転座標系Ｘθ，Ｚθの座標（ｘθ，ｚθ）に変換する。座標（ｘｍ，ｚｍ）と回転中心Ｃとの距離をＱとすると、次式（２）が得られる。
Ｑ＝√（（Ｂ＋ｚｍ）２＋ｘｍ２）・・・（２）
次に、座標（ｘｍ，ｚｍ）と座標（ｘθ，ｚθ）とを結ぶ線と回転中心Ｃとの距離をＳとすると、次式（３）が得られる。
Ｓ＝Ｑ・ｃｏｓθ／２・・・（３）
【００５９】
次に、座標（ｘθ，ｚθ）からＺｍに平行な直線と回転中心Ｃとの距離をＴとすると、次式（４）が得られる。なお、α＝ｃｏｓ−１（（Ｂ＋ｚｍ）／Ｑ）である。
Ｔ＝２Ｓｃｏｓ（π−θ／２−α）−ｘｍ・・・（４）
次に、回転中心ＣからＸｍに平行な直線と座標（ｘθ，ｚθ）との距離をＵとすると、次式（５）が得られる。
Ｕ＝√（Ｑ２−Ｔ２）・・・（５）
以上から、座標（ｘθ，ｚθ）を次式（６）で機械座標系Ｘｍ，Ｚｍに変換することができる。
ｘθ＝Ｔ＝２Ｓｃｏｓ（π−θ／２−α）−ｘｍ，ｚθ＝Ｕ−Ｂ＝√（Ｑ２−Ｔ２）−Ｂ
＝√（（（Ｂ＋ｚｍ）２＋ｘｍ２）−（２Ｓｃｏｓ（π−θ／２−α）−ｘｍ）２）−Ｂ・・・（６）
【００６０】
よって、基板１１，１２を基板保持台２１，９１に搬入したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系の位置座標と、基板保持台２１，９１を回転したときの実装部１１ｄ，１２ｃの機械座標系の位置座標とのズレ量、すなわち実装部１１ｄ，１２ｃの位置のＸ，Ｚ方向の補正量を求めることができる。Ｙ方向の補正量についても、上述と同様に求められる。
【００６１】
次に、上述の補正方法について具体例を挙げて説明する。先ず、図１０に示すように、各基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａの曲率円の中心Ｃｐが、基板保持装置２，９の基板保持台２１，９１の回転軸２２２の中心Ｃと一致している場合、すなわち各基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａと基板保持台２１，９１の回転軸２２２の中心Ｃとの距離が常に一定の場合について説明する。基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａが水平状態にあるとき、基板１１，１２の部品装着面１１ａ，１２ａの頂点の第１実装部Ｐａは、法線ＬｐａがＺ方向を向き、かつ実装基準高さＨに位置にしている（図１０（Ａ）参照）。よって、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストローク移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第１実装部Ｐａに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６２】
そして、第１実装部Ｐａから反時計回りにθ度の第２実装部Ｐｂに部品を実装するときは、基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａをθ度に傾斜、すなわち基板保持台２１，９１を時計回りにθ度回転する（図１０（Ｂ）参照）。これにより、第２実装部Ｐｂの法線ＬｐｂがＺ方向を向き、かつ第２実装部Ｐｂが実装基準高さＨに位置するように調整することができる。よって、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストロークで移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第２実装部Ｐｂに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６３】
次に、図１１に示すように、基板１３の部品装着面１３ａと基板保持台２１，９１の回転軸２２２の中心Ｃとの距離が変化するような、例えば、波板状の基板１３の場合について説明する。基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａが水平から右肩下がりにφｃ度傾斜しているときに、法線ＬｐｃがＺ方向を向き、かつ実装基準高さＨに位置する第３実装部Ｐｃに対しては、基板保持面２１ａ，９１ａを時計回りにφｃ度回転する（図１１（Ａ）参照）。これにより、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストロークで移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第３実装部Ｐｃに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６４】
そして、基板保持台２１，９１の基板保持面２１ａ，９１ａが水平から左肩下がりにφｄ度傾斜しているときに、法線ＬｐｄがＺ方向を向く第４実装部Ｐｄに対しては、時計回りにφｃ度回転した状態の基板保持面２１ａ，９１ａを反時計回りにφｃ＋φｄ度回転する（図１１（Ｂ）参照）。このときは、第４実装部Ｐｄは実装基準高さＨに位置していないため、基板保持台２１，９１をＺ方向にα移動する（図１１（Ｃ）参照）。これにより、部品吸着ノズル６１２をＺ方向に最小ストロークで移動させるのみの簡易な動作制御により、部品を第４実装部Ｐｄに高精度に且つ短時間で実装することができる。
【００６５】
次に、上述の部品実装装置１による部品実装方法について図１２のフローチャートを参照して説明する。ここで、基板保持台２１の回転軸２２２の基板保持装置２における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙでなる基板保持装置２の情報は、予め測定されて制御装置７のメモリに記憶されているものとする。制御装置７は、位置決め部１１ｂの位置および実装部１１ｄの位置でなる基板１１の情報を入力したか否かを判断し（ステップ１）、入力前であるときは該基板情報を入力して制御装置７のメモリに記憶する（ステップ２、本発明の「基板情報入力工程」に相当する）。
【００６６】
制御装置７は、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を基板保持装置２の近傍に搬入し（ステップ３）、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板搬送装置３から基板保持装置２に移載する（ステップ４）。このとき、基板１１の位置決め部１１ｂを基板保持装置２の位置決めガイド２１１に当接して位置決めする。そして、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをクランプする（ステップ５、本発明の「基板搬入保持工程」に相当する）。
【００６７】
制御装置７は、メモリに記憶されている基板保持装置情報および基板情報に基づいて、基板１１の部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄの法線が鉛直方向を向くように、基板保持装置２の回転装置２２を動作制御して基板保持台２１を回転する（ステップ６、本発明の「基板回転工程」に相当する）。そして、基板保持台２１の回転量、基板情報および基板保持装置情報に基づいて、実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量を演算し、演算した実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量および基板情報から実装部１１ｄの補正実装位置を演算する（ステップ７，８、本発明の「補正実装位置演算工程」に相当する）。
【００６８】
制御装置７は、実装部１１ｄが実装基準高さに位置しているか否かを判断し（ステップ９）、実装部１１ｄが実装基準高さに位置していないときは、実装部１１ｄが実装基準高さに位置するように、移動装置２３を動作制御して基板保持台２１を実装部１１ｄの位置のＺ方向の補正量だけＺ方向に移動する（ステップ１０）。そして、演算した実装部１１ｄの補正実装位置に基づいて、部品移載装置６を動作制御して、部品を実装部１１ｄの補正実装位置に実装する（ステップ１１、本発明の「部品実装工程」に相当する）。なお、基板保持台２１を移動せずに、部品吸着ノズル６１２を実装部１１ｄの位置のＺ方向の補正量だけＺ方向に移動させて部品実装を行うようにしてもよい。
【００６９】
制御装置７は、現基板１１の部品実装が完了したか否かを判断し（ステップ１２）、現基板１１の部品実装が完了していない場合は、ステップ６に戻って上述の処理を実行する。一方、現基板１１の部品実装が完了した場合は、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをアンクランプする。そして、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板保持装置２から基板搬送装置３に移載し（ステップ１３）、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を搬出する（ステップ１４）。制御装置７は、全ての基板１１の生産が終了したか否かを判断し（ステップ１５）、全ての基板１１の生産が終了していない場合は、ステップ１に戻って上述の処理を実行する。一方、全ての基板１１の生産が終了した場合は、部品実装プログラムを終了する。
【００７０】
以上の部品実装方法は、基板１１の位置決め部１１ｂを基板保持装置２の位置決めガイド２１１に当接して位置決めすることにより、基板１１の部品装着面１１ａにおける各実装部１１ｄに部品を実装する方法である。別の部品実装方法として、基板１１を基板撮像カメラ５５により画像認識することにより、基板１１の部品装着面１１ａにおける各実装部１１ｄに部品を実装する方法があり、図１３のフローチャートを参照して説明する。ここで、基板保持台２１の回転軸２２２の基板保持装置２における位置、回転軸２２２と基板保持面２１ａとの位置関係および基板保持面２１ａの保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙでなる基板保持装置２の情報は、予め測定されて制御装置７のメモリに記憶されているものとする。
【００７１】
制御装置７は、位置決め部１１ｂの位置および実装部１１ｄの位置でなる基板１１の情報を入力したか否かを判断し（ステップ２１）、入力前であるときは該基板情報を入力して制御装置７のメモリに記憶する（ステップ２２、本発明の「基板情報入力工程」に相当する）。そして、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を基板保持装置２の近傍に搬入し（ステップ２３）、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板搬送装置３から基板保持装置２に移載する（ステップ２４）。この場合、基板１１の位置決め部１１ｂを基板保持装置２の位置決めガイド２１１に当接して位置決めする際の精度はラフでよい。そして、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをクランプする（ステップ２５、本発明の「基板搬入保持工程」に相当する）。
【００７２】
制御装置７は、基板移載装置５および基板撮像カメラ５５を動作制御して基板１１を撮像し（ステップ２６）、基板１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに対する位置ズレ量を画像認識する（ステップ２７、本発明の「基板位置認識工程」に相当する）。そして、メモリに記憶されている基板保持装置情報および基板情報に基づいて、基板１１の部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄの法線が鉛直方向を向くように、基板保持装置２の回転装置２２を動作制御して基板保持台２１を回転する（ステップ２８、本発明の「基板回転工程」に相当する）。
【００７３】
制御装置７は、基板１１の保持位置２１１Ｘ，２１１Ｙに対する位置ズレ量、基板保持台２１の回転量、基板情報および基板保持装置情報に基づいて、実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量を演算し、演算した実装部１１ｄの位置のＸ，Ｙ，Ｚ方向の補正量および基板情報から実装部１１ｄの補正実装位置を演算する（ステップ２９，３０、本発明の「補正実装位置演算工程」に相当する）。そして、実装部１１ｄが実装基準高さに位置しているか否かを判断し（ステップ３１）、実装部１１ｄが実装基準高さに位置していないときは、実装部１１ｄが実装基準高さに位置するように、移動装置２３を動作制御して基板保持台２１を実装部１１ｄの位置のＺ方向の補正量だけＺ方向に移動する（ステップ３２）。
【００７４】
ここで、例えば、基板１１の部品装着面１１ａにおける実装部１１ｄに穴があいており、その穴の中心の水平方向の位置が基板１１の回転により変化してしまう事態が予想される場合等、実装部１１ｄの補正実装位置の精度を高めたいときは、基板１１を再度撮像して回転後の実装部１１ｄの位置を画像認識すればよい。そこで、制御装置７は、基板１１を再度撮像する必要があるか否かを判断し（ステップ３３）、基板１１を再度撮像する必要がないときはステップ３７に進む。
【００７５】
一方、基板１１を再度撮像する必要があるときは、制御装置７は、基板移載装置５および基板撮像カメラ５５を動作制御して基板１１を再度撮像し（ステップ３４）、回転後の実装部１１ｄの位置を画像認識する（ステップ３５、本発明の「回転後実装位置認識工程」に相当する）。そして、画像認識した基板１１の実装部１１ｄの位置と演算した実装部１１ｄの補正実装位置との差だけ、実装部１１ｄの補正実装位置を再補正する（ステップ３６、本発明の「基板再補正位置演算工程」に相当する）。そして、演算した実装部１１ｄの補正実装位置もしくは再補正した補正実装位置に基づいて、部品移載装置６を動作制御して、部品を実装部１１ｄの補正実装位置に実装する（ステップ３７、本発明の「部品実装工程」に相当する）。
【００７６】
制御装置７は、現基板１１の部品実装が完了したか否かを判断し（ステップ３８）、現基板１１の部品実装が完了していない場合は、ステップ２８に戻って上述の処理を実行する。一方、現基板１１の部品実装が完了した場合は、基板保持装置２のクランプ部材２１２を動作制御して基板１１のクランプ部１１ｃをアンクランプする。そして、基板移載装置５を動作制御して基板１１を基板保持装置２から基板搬送装置３に移載し（ステップ３９）、基板搬送装置３を動作制御して基板１１を搬出する（ステップ４０）。制御装置７は、全ての基板１１の生産が終了したか否かを判断し（ステップ４１）、全ての基板１１の生産が終了していない場合は、ステップ１に戻って上述の処理を実行する。一方、全ての基板１１の生産が終了した場合は、部品実装プログラムを終了する。
【符号の説明】
【００７７】
１，８…部品実装装置、２，９…基板保持装置、３…基板搬送装置、４…部品供給装置、５…基板移載装置、６…部品移載装置、７…制御装置、１１，１２，１３…基板、１１ａ，１２ａ，１３ａ…部品装着面、２１，９１…基板保持台、２２…回転装置、２３…移動装置、９２…第２回転装置、９３…位置決め装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、
前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、
前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、
前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、を備えた部品実装装置における部品実装方法であって、
前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報を入力する基板情報入力工程と、
前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持工程と、
予め記憶している前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報並びに前記入力した基板情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転工程と、
前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算工程と、
前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装工程と、を備えたことを特徴とする部品実装方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、
前記部品実装工程は、前記補正実装位置演算工程で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することを特徴とする部品実装方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識工程、を備え、
前記補正実装位置演算工程は、前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することを特徴とする部品実装方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記実装部の位置の法線が鉛直方向を向くように前記保持部材が前記基板回転工程によって回転された後に、前記実装部を撮像装置により撮像し、前記回転後の実装部の位置を画像認識する回転後実装位置認識工程と、
前記画像認識された前記回転後の実装部の位置と前記補正実装位置演算工程で演算された前記補正実装位置との差だけ前記補正実装位置を再補正する基板再補正位置演算工程と、を備え、
前記部品実装工程は、前記再補正された補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装することを特徴とする部品実装方法。
【請求項５】
平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、
前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、
前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、
前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、
前記基板保持装置、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作を制御する制御装置と、を備えた部品実装装置であって、
前記制御装置は、
前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報並びに前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報を入力する入力手段と、
入力される前記基板情報および前記基板保持装置情報を記憶する記憶手段と、
前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持手段と、
前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転手段と、
前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算手段と、
前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装手段と、を備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、
前記部品実装手段は、前記補正実装位置演算手段で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することを特徴とする部品実装方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記基板を撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御装置は、
前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を前記撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識手段、を備え、
前記補正実装位置演算手段は、前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することを特徴とする部品実装装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れか一項において、
前記保持部材は、水平方向の軸回りで回転可能な第１回転軸を有する第１保持部材と、該第１保持部材上において前記第１回転軸と直角な方向の軸回りで回転可能な第２回転軸を有する第２保持部材とで構成され、
前記基板回転手段は、前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記第１保持部材および前記第２保持部材を夫々回転することを特徴とする部品実装装置。
【請求項１】
平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、
前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、
前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、
前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、を備えた部品実装装置における部品実装方法であって、
前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報を入力する基板情報入力工程と、
前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持工程と、
予め記憶している前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報並びに前記入力した基板情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転工程と、
前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算工程と、
前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装工程と、を備えたことを特徴とする部品実装方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、
前記部品実装工程は、前記補正実装位置演算工程で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することを特徴とする部品実装方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識工程、を備え、
前記補正実装位置演算工程は、前記基板回転工程によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転工程における前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することを特徴とする部品実装方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記実装部の位置の法線が鉛直方向を向くように前記保持部材が前記基板回転工程によって回転された後に、前記実装部を撮像装置により撮像し、前記回転後の実装部の位置を画像認識する回転後実装位置認識工程と、
前記画像認識された前記回転後の実装部の位置と前記補正実装位置演算工程で演算された前記補正実装位置との差だけ前記補正実装位置を再補正する基板再補正位置演算工程と、を備え、
前記部品実装工程は、前記再補正された補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装することを特徴とする部品実装方法。
【請求項５】
平坦でない部品装着面を有する基板に部品を実装するために、前記基板を基板保持面の保持位置に保持して回転する保持部材を有する基板保持装置と、
前記基板を前記保持部材の基板保持面に対し搬入出する基板搬送装置と、
前記基板に実装する前記部品を供給する部品供給装置と、
前記部品供給装置から前記部品を採取して水平面内で直角な２方向および鉛直方向に移動し、前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板の実装部に実装する部品移載装置と、
前記基板保持装置、前記基板搬送装置、前記部品供給装置、および前記部品移載装置の動作を制御する制御装置と、を備えた部品実装装置であって、
前記制御装置は、
前記基板を前記基板保持面に位置決めするための位置決め部の位置および前記実装部の位置に関する基板情報並びに前記保持部材の回転軸の前記基板保持装置における位置、前記回転軸と前記基板保持面との位置関係および前記基板保持面の保持位置の位置に関する基板保持装置情報を入力する入力手段と、
入力される前記基板情報および前記基板保持装置情報を記憶する記憶手段と、
前記基板を前記基板搬送装置によって前記基板保持面の保持位置に搬入し、搬入した前記基板を前記基板保持装置に設けられている保持手段によって前記基板保持面の保持位置に保持する基板搬入保持手段と、
前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記保持部材を回転する基板回転手段と、
前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算し、該水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量並びに前記基板情報から補正実装位置を演算する補正実装位置演算手段と、
前記補正実装位置に基づいて、前記部品を前記基板の前記実装部に実装する部品実装手段と、を備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記基板保持装置は、鉛直方向に移動可能に構成され、
前記部品実装手段は、前記補正実装位置演算手段で演算された前記鉛直方向の補正量については前記基板保持装置を鉛直方向に補正移動することを特徴とする部品実装方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記基板を撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御装置は、
前記基板保持面の保持位置に保持された前記基板を前記撮像装置により撮像して該基板の前記保持位置に対する位置ズレ量を画像認識する基板位置認識手段、を備え、
前記補正実装位置演算手段は、前記基板回転手段によって法線が鉛直方向を向けられた前記実装部の位置の前記水平面内で直角な２方向および鉛直方向の補正量を、前記位置ズレ量、前記基板回転手段による前記保持部材の回転量、前記基板保持装置情報および前記基板情報に基づいて演算することを特徴とする部品実装装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れか一項において、
前記保持部材は、水平方向の軸回りで回転可能な第１回転軸を有する第１保持部材と、該第１保持部材上において前記第１回転軸と直角な方向の軸回りで回転可能な第２回転軸を有する第２保持部材とで構成され、
前記基板回転手段は、前記基板情報および前記基板保持装置情報に基づいて、前記平坦でない部品装着面における前記実装部の法線が鉛直方向を向くように前記基板保持装置の前記第１保持部材および前記第２保持部材を夫々回転することを特徴とする部品実装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１７８４８９（Ｐ２０１２−１７８４８９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１２０７（Ｐ２０１１−４１２０７）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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